Einführung in die Meteorologie (met210) - Teil VII: Synoptik

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1 Einführung in die Meteorologie (met210) - Teil VII: Synoptik
Clemens Simmer

2 V.1 Allgemeines zur Synoptik
Definition und Grundlagen Definition wissenschaftliche und technische Grundlagen Geschichte Darstellung synoptischer Felder Bodenkarten Höhenkarten Stationsmodell Thermische Verknüpfung von Boden- und Höhenwetterkarten thermischer Wind Barotrope und barokline Felder

3 VII.1.2 Darstellung synoptischer Felder (Wetterkarten)
Kodierung synoptischer Beobachtungen Aufbau des „Stationsmodells“ Bodenwetterkarten Höhenkarten Relative Topographie

4 Aufbau des Stationssymbols
Beispiel: TdTd a W NL h ddff N 22°C Lufttemperatur, 18°C Taupunkt, 1021,2 hPa Luftdruck, um 0,5 hPa in den letzten 3 Stunden gestiegen, 2/8 Bewölkung, nur niedrige Wolken (2/8) der Unterkantenklasse 4 (<600 m), Cumulus, 3 mm Niederschlag in letzten 6 Std.,Wind aus Ostsüdost mit 10 Knoten (langer Strich), die Sichtweite ist gering (kodiert), es gibt und ab keine signifikanten Wettererscheinungen,… 1 kn = 1 sm/h = 1,852 km/h = 0,514 m/s

5 synoptische Wetterbeobachtung (?)
IIiii Nddff VVwwW PPPTT NLCLhCMCH TdTdapp 7RRTnTn 7RRTxTx 81020 ccccc cccc cc cc UTC UTC II Zonenbezeichnung iii Stationskennung N Bedeckungsgrad dd Windrichtung in Dekagrad ff Windgeschwindigkeit in Knoten (1 kn =ca. 0,5 m/s) VV Sichtweite (kodiert) ww Wetter zum Beobachtungszeitpunkt W Wetter seit letztem Haupttermin (6 oder 3 Stunden) PPP Luftdruck ohne 100er, reduziert, in 10tel hPa TT Lufttemperatur in°C NL Bedeckungsgrad der tiefen Wolken CL,M,H Art der tiefen, mittelhohe, hohen Wolken (kodiert) h Unterkantenhöhe der tiefsten Wolken (kodiert) TD Taupunkttemperatur in °C a Verlauf der Barographenkurve pp Luftdruckänderung in 10tel hPa der letzten 3 Stunden RR Niederschlag der vergangenen 12 Stunden (kodiert) Tn,x Minimum bzw. Maximumtemperatur

6 synoptische Wetterbeobachtung (!)
II i i i iRixhVV Nddff 00fff 1sTTT 2sTTT 3PPPP 4PPPP 5appp 6RRRt 7wwWW 11ccc cccc II Zonenbezeichnung iii Stationskennung iR Regenkennung ix Stationstyp und Wetterkennung h Unterkantenhöhe der tiefsten Wolken (kodiert) VV Sichtweite (kodiert) N Bedeckungsgrad in Achtel dd Windrichtung in Dekagrad ff Windgeschwindigkeit in Knoten (1 kn =ca. 0,5 m/s) 00fff optional für Windgeschwindigkeiten größer als 100 1sTTT Lufttemperatur in 0.1°C mit Vorzeichen 2sTTT Taupunkttemperatur in 0.1°C mit Vorzeichen 3PPPP Luftdruck ohne 1000er, gemessen, in 10tel hPa 4PPPP Luftdruck ohne 1000er, reduziert, in 10tel hPa 5appp Verlauf der Barographenkurve, Luftdruckänderung in 10tel hPa (3h) 6RRRt Niederschlag (kodiert 001=1mm) mit Meßzeitraum t (kodiert 1=6h) ww Wetter zum Beobachtungszeitpunkt WW Wetter seit letztem Haupttermin (6 oder 3 Stunden)

7 Einige Charakteristika der Bodenwetterkarte
UTC

8 Charakteristika der Bodendruckkarte
Die Linien stellen den auf Meeresniveau reduzierten Druck dar im Abstand von 5 hPa dar. Winde sind parallel zu Isobaren mit dem niedrigeren Druck links und einer Richtungstendenz zum niedrigeren Druck. Je enger die Isobaren, desto stärker ist der Wind. In Tiefs ist die Strömung links herum (zyklonal) in Hochs rechts herum (antizyklonal). 1-3 folgen aus der geostrophischen Windrelation (Ausgleich von Druckgradient und Coriolisbeschleunigung). Fronten als Grenzen zwischen Kalt- und Warmluft sind durch dicke Linien mit Symbolen gekennzeichnet, welche Charakter und Zugrichtung der Fronten andeuten. Tiefs haben Frontalzonen (Warm- und Kaltfronten), an denen die Isobaren (und der Wind) einen zyklonalen Sprung aufweisen (Margulessche Grenzflächenneigung). In Tiefs – besonders an Fronten – tritt vermehrt Bewölkung und Niederschlag auf (folgt u.a. aus Konvergenz (=Zusammenströmen) der Luftströmung verbunden mit Aufsteigen) (Aufgleiten, Querzirkulation).

9 Frontenkennzeichnung

10 Höhenkarten sind Topographien von isobaren Flächen, angegeben in geopotentiellen Metern (gpm) h=(g/g0)z absolute Topographien, z.B. 850 hPa, 700 hPa, 500 hPa, 300 hPa, … enthalten h850, h700, … als Isolinien (sog. Isohypsen) in gpd(eka)m Isothermen relevante Messwerteintragungen (Radiosonden, Flugzeuge, Satellit) als reduziertes Stationsmodell relative Topographien, z.B. h300 – h700 geben Informationen über die mittlere virtuelle Temperatur in den Schichten (niedrige Höhendifferenz = kalt, große Höhendifferenz = warm, siehe später)

11 Beispiel einer 500 hPa Höhenkarte (oben, ohne Stationseintragungen) mit Bodenkarte
Kennzeichen: Isohypsen in gpm (~550 gpm bei 500 hPa) kaum abgeschlossene Isohypsen Drängung der Isohypsen im Bereich der Polarfront keine eingezeichnete Fronten Tröge gegenüber Bodentiefs am Boden nach Westen oder Nordwesten verschoben Rückenzentren gegenüber Bodenhochs nach Westen oder Südwesten verschoben Frontenneigung durch Vergleich mit Bodenkarte erkennbar.

12 Zusammenhang Isobaren - Isohypsen
Beim Übergang zu Isohypsen vereinfacht sich die Gleichung für den geostrophischen Wind weil die Dichte entfällt. Dadurch entsprechen der gleichen Isohypsendrängung der gleiche geostrophische Wind – und zwar unabhängig von der Höhe. z+Δz z p p-Δp Δp=-ρgΔz Δx

13 Zusammenhang Relative Topographie – mittlere virtuelle Schichttemperatur
Die (geopotentielle) Dicke einer Schicht zwischen zwei festen Druckflächen ist direkt proportional zur mittleren virtuellen Temperatur der Schicht.

14 Wetterkarten gibt es u.a. unter

15 Übungen zu VII.1.2 Wievielen geopotenziellen Metern entsprechen 5000 geometrischen Metern in 45° Breite? Wieviele geopotenzielle Meter dick ist die relative Topographie 500/1000 hPa bei einer isothermen Atmosphäre von Tv=-10°C? Um wieviele geopotenzielle Meter ändert sie sich, wenn sich die Temperatur um 10°C verändert? Um welches Mittel (arithmetisch, geometrisch,…) der virtuellen Temperatur handelt es sich in ?